&вязк 11.5
(2.91)
d \АтРен/8 Re
где Re = v d/v — число Рейнольдса; vcp — средняя скорость жидкости в трубе. Выражение (2.91) показывает, что с ростом числа Re толщина вязкого подслоя уменьшается, что объясняет влияние шероховатости на сопротивление трения по длине трубопровода при турбулентном течении.
Ј5»
II
XJ I еч|
|
Рис. 2.9: Характерные геометрические параметры потока в крупной трубе |
Степень влияния шероховатости зависит от соотношения между абсолютной шероховатостью стенки трубы и толщиной вязкого подслоя и воз-
Re
различаются три зоны сопротивления трения по длине трубопровода при турбулентном режиме течения.
1. Зона гидравлически гладких труб. В пределах этой зоны выступы шероховатости ПОЛНОСТЬЮ скрыты внутри ВЯЗКОГО ПОДСЛОЯ Дэкв < 6Вязк и не взаимодействуют с турбулентными пульсациями. Сопротивление трения при этом зависит только от числа Рейнольдса Атрен = f (Re). Диапазон этой области по числу Рейнольдса 4000 < Re < 20 d/Дэкв-
2. Зона совместного влияния режмма течения, и шероховатости Выступы шероховатости частично находятся в области турбулентного ядра потока и взаимодействуют с турбулентными пульсациями, что приводит к дополнительной диссипации механической энергии потока и росту сопротивления трения. Коэффициент потерь на трение Атрен = f (Re, Дэкв/d), диапазон по числу Рейнольдса 20 d/Дэкв < Re < 500 d/Д экв.
|
Рис, 2,10: Структура турбулентного потока вблизи шероховатой стенки при режимах: а - гладкостешюго течения; б - проявления шероховатости |
3. Зона развитой шероховатости или квадратичного закона сопротивления. Выступы шероховатости практически полностью находятся в пределах турбулентного ядра потока, и сопротивление трения по длине трубопровода целиком определяется их взаимодействием с турбулентными пульсациями,
Лтрен - f (Аэкв/d), Re > 500d/A
|
экв-
Рис, 2,11: Распределение скоростей при турбулентном течении в крупной трубе |
Представленная выше качественная картина влияния шероховатости иллюстрируется рис. 2.10.
предыдущаяследующая
